TWI422418B - The method and apparatus for the rapid separation of the extract from the module - Google Patents
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Description
本發明係關於一種模組化快速分離萃取物之裝置的操作方法及裝置，特別指萃取槽之設立數量，係因應待萃取物之工作條件一對一或一對多模組化配置，其使生產萃出物之成本降低、速度增進，係為加工迅速、符合產業利用性之分離萃取物的方法與裝置創新。
按，超臨界流體(super critical fluid，簡稱SFC)，可說是目前應用熱力學上熱門課題。物質可分為氣、液、固三相，當溫度及壓力達到臨界溫度、臨界壓力時，我們就稱為「超臨界狀態」。超臨界流體具有類似流體的擴散性及液體的溶解能力，同時兼具低黏度、低表面張力的特性，使得超臨界流體能夠滲透進入微孔隙的物質。因此，用於萃取時其萃取的速率比液體快而有效，尤其是溶解能力可隨溫度、壓力、極性而變化。由於超臨界流體具有良好的流動和傳質特性；它的許多物理化學性質，如密度、介電常數和溶解度等臨界點附近對溫度與壓力的變化十分敏感，因此可以利用這些特性來實現對物質的萃取及萃取物與溶劑的分離。
超臨界二氧化碳萃取是八十年代以來國際上發展迅速的新的分離技術，可藉以天然物為原料來製備較昂貴的純天然物。在許多的超臨界流體中，以二氧化碳及水應用最為廣泛。
2011年2月11日公告之第097125622號「超臨界流體萃取方法」發明專利案(證書號：I337096)，其係將一樣品置入一第一容器中，並將超臨界流體注入其中，超臨界流體與樣品接觸後可由其中萃取出萃出物，接著超臨界流體連同萃出物經由一限流器注入含有衍生化試劑的第二容器中，再利用一固相微萃取裝置對第二容器中之萃出物以真空方式進行採樣。
上述已公告前案實際使用時仍具有下列問題需要改善：
1.上述流體萃取方法最主要之目的，在於替代溶劑進行採樣，俾以降低採樣偵測之誤差與增進偵測極限，其並非為了生產物品之萃出物或製備純天然物質所設置。
2.上述流體萃取方法之速度緩慢、成本高昂並且無法模組化，其僅具有偵測、實驗功能，欠缺生產萃出物之產業利用性。
因此，流體萃取之運作仍需要發展一可模組化、成本低、速度快、加工過程簡單及應用價值高之裝置創新，其能改善已公告前案實際使用時面臨的問題。
本發明模組化快速分離萃取物之裝置，其包含一中央控制單元、一萃取槽或複數個萃取槽、一快速萃取分離器、一注射增壓單元及一收集單元。
該中央控制單元，其對一第一驅動器、複數個對應萃取槽數量設置之第二驅動器、一第三驅動器、一第一流體控制閥、一助溶劑控制閥及一第二流體控制閥輸出訊號，其並接收一溫度偵測單元及一壓力偵測單元之訊號，其可設定細胞爆破壓力或萃取壓力、溫度、靜置時間、間隔時間等工作條件。
該萃取槽，其具有一上蓋及一出口，該上蓋由第二驅動器作動掀啟與關閉，且萃取槽與上述溫度偵測單元連結。
該快速萃取分離器，其內部對應萃取槽之出口設有複數個滑動塊，且該快速萃取分離器與上述壓力偵測單元連結，各滑動塊由上述第一驅動器作動同步移位，此滑動塊之移動係對應封閉上述萃取槽之出口、導通上述萃取槽與快速萃取分離器及導通上述萃取槽與與收集單元。
該注射增壓單元，其具有對應萃取槽數量之複數個第一導管、一第二導管、一入料混合單元、一助溶劑入口及一第一流量指示器，該第一導管係與快速萃取分離器連結，且第三驅動器作動注射增壓單元使與萃取槽內部流體增壓，該第二導管連結入料混合單元，且入料混合單元與流體入口之間連結上述第一流體控制閥，另入料混合單元與助溶劑入口之間連結上述助溶劑控制閥，且助溶劑控制閥與助溶劑入口之間連結第一流量指示器。
該收集單元係與上述快速萃取分離器連結導通。
其中，上述收集單元進一步包含一第一收集區、一第二收集區及一第三收集區；上述第一收集區具有一第三導管，該第三導管與快速萃取分離器連結，其可收集細胞爆破後之比重最高的低揮發性萃取物或萃取液體或固體萃取物；上述第二收集區具有一第四導管，該第四導管與第一收集區連結，其可收集細胞爆破後之比重次高的中揮發性萃取物或含萃取液體；上述第三收集區具有一第五導管，該第五導管與第二收集區連結，其可收集細胞爆破後之氣味輕及揮發性高的流體萃取物。
本發明模組化快速分離萃取物之裝置的操作方法，其步驟包含：
(a)因應萃取槽內部待萃取物之不同，對中央控制單元設定細胞爆破壓力或萃取壓力、溫度、靜置時間、重複萃取之間隔時間等工作條件。
(b)中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊封閉萃取槽之出口。
(c)中央控制單元輸出訊號至第二驅動器，使萃取槽之上蓋掀啟，將待萃取物置入萃取槽內部，再藉中央控制單元輸出訊號至第二驅動器，使萃取槽之上蓋關閉。
(d)直接爆破萃取；藉中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊朝向第一收集區方向移動，俾以開啟萃取槽之出口，則注射增壓單元內部流體經過萃取分離器進入萃取槽內部，並且輸出訊號，使進入注射增壓單元與萃取槽內部流體之壓力增加及萃取槽溫度提升；當助溶劑量、壓力與溫度達設定值後，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊封閉萃取槽之出口；待設定之萃取靜置時間到，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊朝向第一驅動器方向移動，俾使萃取槽之出口與第一收集區、第二收集區及第三收集區導通，對細胞進行第一次細胞直接爆破萃取或第一次前處理爆破後萃取或第一次多次爆破後萃取。當待萃取物之萃取流體流向各收集區，比重最高的低揮發性萃取物或萃取液體或固體萃取物將留置第一收集區，比重次高的中揮發性萃取物或萃取液體將留置第二收集區，氣味輕及揮發性高的流體萃取物將留置第三收集區。
(e)重複萃取；中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊朝向第一收集區方向移動，俾以開啟萃取槽之出口。
(f)待重複萃取設定之間隔時間到，中央控制單元輸出訊號至第一流體控制閥及助溶劑控制閥，俾以控制從流體入口及助溶劑入口進入注射增壓單元與萃取槽內部之流體與助溶劑流量，並且輸出訊號，使進入注射增壓單元內部流體之壓力增加及萃取槽溫度提升；助溶劑量、壓力與溫度達設定值後，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊封閉萃取槽之出口；
(g)待設定之靜置時間達設定值，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊朝向第一驅動器方向移動，俾使萃取槽之出口與收集單元之第一收集區、第二收集區及第三收集區導通，當待萃
取物之萃取流體流向收集單元，比重最高的低揮發性萃取物或萃取液體或固體萃取物將留置第一收集區，比重次高的中揮發性萃取物或萃取液體將留置第二收集區，氣味輕及揮發性高的流體萃取物將留置第三收集區，為第二次細胞直接爆破萃取或第二次前處理爆破後萃取或第二次多次爆破後萃取。
(h)萃取完成，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊封閉萃取槽之出口。
(i)萃取程序完成後，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊封閉萃取槽之出口，取出被萃取物。
上述步驟(d)之前，更包含一步驟(c-d)細胞先行爆破；中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊朝向收集單元之第一收集區移動，俾以開啟萃取槽之出口，中央控制單元輸出訊號至第一流體控制閥或助溶劑控制閥，控制從流體入口及助溶劑入口進入注射增壓單元與萃取槽內部之流體與助溶劑流量，並且輸出訊號，使進入注射增壓單元與萃取槽內部流體之壓力增加及萃取槽溫度提升；當助溶劑量、壓力與溫度達到設定值後，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊封閉萃取槽之出口；待設定之爆破靜置時間到，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑一動塊朝向第一驅動器方向移動，俾使萃取槽之出口與收集單元之第一收集區、第二收集區及第三收集區導通，對被萃取物進行細胞先行爆破。
本發明模組化快速分離萃取物之裝置的操作方法及裝置，具有下列優點：
1.本發明萃取槽與快速萃取分離器採模組化組裝，欲增加萃取槽數量時，該快速萃取分離器內部之滑動塊數量，可對應萃取槽之出口數量加設。
2.本發明欲加快注射增壓單元之速度時，可模組化增加第三驅動器之設置數量。
3.本發明進入流體入口之流體因應待萃取物細胞爆破、氣液分離或超臨界萃取條件之不同，可選擇一般流體(如空氣)、CO2
或氮氣進入。
4.本發明進入助溶劑入口之助溶劑因應待萃取物細胞爆破、氣液分離或超臨界萃取條件之不同，可選擇水、酒精或其它包含甲醇、丙酮、正己烷、動物性油脂、植物性油脂之助溶劑進入。
5.本發明中央控制單元可設定操作單管、雙管或多管萃取槽，其快速萃取分離器之容積，可因應萃取槽之數量變更。
6.本發明與注射增壓單元連結之第三驅動器，可控制注射增壓單元之前進、後退及閥門開啟之時間，並可控制流體入口及助溶劑入口之入料選擇與入料量，達到節省工序及設備成本的目的。
7.本發明利用中央控制單元為注射增壓單元設定入氣、靜置及排氣等流程，並依其大流孔高流速之特性，將細胞做爆破及爆破物吸出之動作，再以模組化氣液分離器之大容量吸收，此高流速瞬間轉為低流速，並可將原本超臨態之流體在瞬間解超臨界態，而達氣、液、固等三態分離效果。
8.本發明氣液分離量可依系統需求加裝萃取槽模組，以利完整收集萃取物。
9.本發明如欲收集低揮發物如氣味分子時，可將第三收集區設為冷凍型氣液分離管。
10.本發明模組化快速分離萃取之裝置與傳統的化工分離操作(例如與有機溶劑萃取及精餾相比)，本發明模組化快速分離萃取較能保持物質的活性、不產生溶
劑殘留、萃取效率高、速度快、安生性好，並具有耗能少、設備成本低、加工過程簡單及應用價值很高之優點。
請參閱第二圖，本發明模組化快速分離萃取物之裝置第一實施例，其包含一中央控制單元1、一萃取槽2、一快速萃取分離器3、一注射增壓單元4及一收集單元5。
該中央控制單元1，係對一第一驅動器11、一第二驅動器12、一第三驅動器13、一第一流體控制閥14、一助溶劑控制閥15及一第二流體控制閥6輸出訊號，並且接收一溫度偵測單元16及一壓力偵測單元17之訊號，其可設定細胞爆破壓力、萃取壓力、溫度、靜置時間、間隔時間等工作條件。
該萃取槽2，其具有一上蓋21及一出口22，該上蓋21由上述第二驅動器12作動掀啟與關閉，且萃取槽2與上述溫度偵測單元16連結。
該快速萃取分離器3，其與壓力偵測單元17連結，於內部具有一滑動塊31，該滑動塊31由第一驅動器11作動移位，可封閉萃取槽2之出口22〔請參閱第四圖〕、可導通萃取槽2與快速萃取分離器3〔請參閱第五圖〕及可導通萃取槽2與上述收集單元5〔請參閱第二圖及第六圖〕。
該注射增壓單元4，其具有一第一導管41、一第二導管42、一入料混合單元43、一流體入口44、一助溶劑入口45及一第一流量指示器46，該第一導管41與快速萃取分離器3連結，且第三驅動器13作動注射增壓單元4與萃取槽2內部流體增壓，該第二導管41連結入料混合單元43，且入料混合單元43與流體入口44之間連結上述第一流體控制閥14，另入料混合單元43與助溶劑入口45之間連結上述助溶劑控制閥15，且助
溶劑控制閥15與助溶劑入口45之間連結第一流量指示器46；其中〔請參閱第三圖〕，該由流體入口44進入之流體，係為一般流體(如空氣)、CO2
或氮氣，另由助溶劑入口45進入之助溶劑，係為水、酒精或其它包含甲醇、丙酮、正己烷、動物性油脂、植物性油脂之助溶劑。
該收集單元5係與上述快速萃取分離器3連結，並由該中央控制單元1輸出訊號予第二流體控制閥6以控制收集單元5與快速萃取分離器3導通。
另，該收集單元5進一步包含一第一收集區51、一第二收集區52及一第三收集區53；上述第一收集區51具有一第三導管511，該第三導管511與快速萃取分離器3連結，其可收集細胞爆破後之比重最高的低揮發性萃取物或萃取液體或固體萃取物；上述第二收集區52具有一第四導管521，該第四導管521與第一收集區51連結，其可收集細胞爆破後之比重次高的中揮發性萃取物或萃取液體；上述第三收集區53具有一第五導管531，該第五導管531與第二收集區52連結，其可收集細胞爆破後之氣味輕及揮發性高的流體萃取物。
請參閱第一及二圖，本發明模組化快速分離萃取物之裝置的操作方法，其步驟包含：
(a)因應萃取槽2內部待萃取物之不同，對中央控制單元1設定細胞爆破壓力或萃取壓力、溫度、靜置時間、重複萃取之間隔時間等工作條件。
(b)中央控制單元1輸出訊號至第一驅動器11，使快速萃取分離器3之滑動塊31封閉萃取槽2之出口22〔請參閱第四圖〕。
(c)中央控制單元1輸出訊號至第二驅動器12，使萃取槽2之上蓋21掀啟，將待萃取物置入萃取槽2內部，再藉中央控制單元1輸出訊號至第二驅動器12，使萃取槽之上蓋21關閉。
(d)直接爆破萃取，藉中央控制單元1輸出訊號至第一驅動器11，使快速萃取分離器3之滑動塊31朝向第一收集區5方向移動〔請參閱第五圖〕，俾以開啟萃取槽2之出口22，則注射增壓單元4內部流體經過萃取分離器3進入萃取槽2內部，並且輸出訊號，使進入注射增壓單元4與萃取槽2內部流體之壓力增加及萃取槽2溫度提升；當助溶劑量、壓力與溫度達設定值後，中央控制單元1輸出訊號至第一驅動器11，使快速萃取分離器3之滑動塊31封閉萃取槽2之出口22〔請參閱第四圖〕；待設定之萃取靜置時間到，中央控制單元1輸出訊號至第一驅動器11，使快速萃取分離器3之滑動塊31朝向第一驅動器11方向移動〔請參閱第六圖〕，俾使萃取槽2之出口22與第一收集區51、第二收集區52及第三收集區53導通，對細胞進行第一次細胞直接爆破萃取或第一次前處理爆破後萃取或第一次多次爆破後萃取。當待萃取物之萃取流體流向各收集區，比重最高的低揮發性萃取物或萃取液體或固體萃取物將留置第一收集區51，比重次高的中揮發性萃取物或萃取液體將留置第二收集區52，氣味輕及揮發性高的流體萃取物將留置第三收集區53。
(e)重複萃取，中央控制單元1輸出訊號至第一驅動器11，使快速萃取分離器3之滑動塊31朝向第一收集區5方向移動〔請參閱第五圖〕，俾以開啟萃取槽2之出口22。
(f)待重複萃取設定之間隔時間到，中央控制單元1輸出訊號至第一流體控制閥14及助溶劑控制閥15，俾以控制從流體入口44及助溶劑入口45進入注射增壓單元4與萃取槽2內部之流體與助溶劑流量，並且輸出訊號，使進入注射增壓單元4內部流體之壓力增加及萃取槽2溫度提升；助溶劑量、壓力與溫度達設定值後，中央控制單元1輸出訊號至第一驅動器11，使快速萃取分離器3之滑動塊31封閉萃取槽2之出口22
〔請參閱第四圖〕。
(g)待設定之靜置時間達設定值，中央控制單元1輸出訊號至第一驅動器11，使快速萃取分離器3之滑動塊31朝向第一驅動器11方向移動〔請參閱第六圖〕，俾使萃取槽2之出口22與第一收集區51、第二收集區52及第三收集區53導通，當待萃取物之萃取流體流向收集區，比重最高的低揮發性萃取物或萃取液體或固體萃取物將留置第一收集區51，比重次高的中揮發性萃取物或萃取液體將留置第二收集區52，氣味輕及揮發性高的流體萃取物將留置第三收集區53，為第二次細胞直接爆破萃取或第二次前處理爆破後萃取或第二次多次爆破後萃取。
(h)當萃取完成，中央控制單元1輸出訊號至第一驅動器11，使快速萃取分離器3之滑動塊31封閉萃取槽2之出口22〔請參閱第四圖〕。
(i)當萃取程序完成後，中央控制單元1輸出訊號至第一驅動器11，使快速萃取分離器3之滑動塊31封閉萃取槽2之出口22〔請參閱第四圖〕，取出被萃取物。
上述模組化快速分離萃取物之裝置的操作方法步驟(d)直接爆破萃取之前，若被萃取物需要先將細胞爆破後再萃取，可增設一步驟(c-d)細胞先行爆破，其方式包含：一選擇一般流體(如空氣)、CO2
或氮氣進入爆破細胞及一選擇水、酒精或其它包含甲醇、丙酮、正己烷、動物性油脂、植物性油脂之助溶劑進入爆破細胞。
該細胞先行爆破程序如下：中央控制單元1輸出訊號至第一驅動器11，使快速萃取分離器3之滑動塊31朝向收集單元5之第一收集區51移動〔請參閱第五圖〕，俾以開啟萃取槽2之出口22，中央控制單元1輸出訊號至第一流體控制閥14或助溶劑控制閥15，控制
從流體入口44及助溶劑入口45進入注射增壓單元4與萃取槽2內部之流體與助溶劑流量，並且輸出訊號，使進入注射增壓單元4與萃取槽2內部流體之壓力增加及萃取槽2溫度提升；當助溶劑量、壓力與溫度達到設定值後，中央控制單元1輸出訊號至第一驅動器11，使快速萃取分離器3之滑動塊31封閉萃取槽2之出口22〔請參閱第四圖〕；待設定之爆破靜置時間到，中央控制單元1輸出訊號至第一驅動器11，使快速萃取分離器3之滑動塊31朝向第一驅動器11方向移動〔請參閱第六圖〕，俾使萃取槽2之出口22與收集單元5之第一收集區51、第二收集區52及三收集區53導通，對被萃取物進行細胞先行爆破。亦可重覆對被萃取物做多次細胞先行爆破後再進行萃取。
請參閱第七圖，本發明模組化快速分離萃取之裝置第二實施例，其包含一中央控制單元1、複數個萃取槽2、一快速萃取分離器3、一注射增壓單元4及一收集單元5。
該中央控制單元1，其對一第一驅動器11、複數個對應萃取槽2數量設置之第二驅動器12、一第三驅動器13、一第一流體控制閥14、一助溶劑控制閥15及一第二流體控制閥6輸出訊號，其並接收溫度偵測單元16及壓力偵測單元17之訊號，其可設定細胞爆破壓力、溫度、靜置時間、間隔時間等工作條件。
該萃取槽2，其具有一上蓋21及一出口22，該上蓋21由上述第二驅動器12作動掀啟與關閉，且該萃取槽2與上述溫度偵測單元16連結。
該快速萃取分離器3，其內部對應上述萃取槽2之出口22設有複數個滑動塊31，且該快速萃取分離器3係與上述壓力偵測單元17連結，該滑動塊31由第一驅動器11作動移位，此滑動塊31之移動係對應封閉上述各萃取槽2之出口22〔請參閱第八圖〕、可導通上述各
萃取槽2與快速萃取分離器3〔請參閱第九〕及可導通上述各萃取槽2與收集單元5〔請參閱十圖及第十一圖〕。
該注射增壓單元4，其具有複數個對應萃取槽2數量設置之第一導管41、一第二導管42、一入料混合單元43、一流體入口44、一助溶劑入口45及一第一流量指示器46，該第一導管41與快速萃取分離器3連結，且第三驅動器13作動注射增壓單元4與萃取槽2內部使流體增壓，該第二導管42連結有入料混合單元43，且入料混合單元43與流體入口44之間連結上述第一流體控制閥14，該入料混合單元43與助溶劑入口45之間連結上述助溶劑控制閥15，且助溶劑控制閥15與助溶劑入口45之間連結第一流量指示器46。
該收集單元5係與上述快速萃取分離器3連結，並由該中央控制單元1輸出訊號予第二流體控制閥6以控制收集單元5與快速萃取分離器3導通。
另，該收集單元5進一步包含一第一收集區51、一第二收集區52及一第三收集區53；上述第一收集區51，其具有一第三導管511，該第三導管511與快速萃取分離器3連結，其可收集細胞爆破後之比重最高的低揮發性萃取物或萃取液體或固體萃取物；上述第二收集區52，其具有一第四導管521，該第四導管521與第一收集區51連結，其可收集細胞爆破後之比重次高的中揮發性萃取物或萃取液體；上述第三收集區53具有一第五導管531，該第五導管531與第二收集區52連結，其可收集細胞爆破後之氣味輕及揮發性高的流體萃取物。
請參閱第十二圖，本發明模組化快速分離萃取之裝置第三實施例，其包含一中央控制單元1、一萃取槽2、一快速萃取分離器3、一注射增壓單元4及一收集單元5；當萃取槽2內部之待萃取物需要針對某些成分萃
取，係於萃取槽2上加設一第三流體控制閥7及一第二流量指示器8，當萃取槽2內部之待萃取物經多次爆破而針對某些成分萃取，中央控制單元1即輸出訊號關閉該第二流體控制閥6以阻斷流體由萃取分離器3流至收集區5，後啟動第三流體控制閥7，俾將萃取物收集至收集單元5，其中，藉由第二流量指示器8可得知含萃取物流體之流量。
1‧‧‧中央控制單元
11‧‧‧第一驅動器
12‧‧‧第二驅動器
13‧‧‧第三驅動器
14‧‧‧第一流體控制閥
15‧‧‧助溶劑控制閥
16‧‧‧溫度偵測單元
17‧‧‧壓力偵測單元
2‧‧‧萃取槽
21‧‧‧上蓋
22‧‧‧出口
3‧‧‧快速萃取分離器
31‧‧‧滑動塊
4‧‧‧注射增壓單元
41‧‧‧第一導管
42‧‧‧第二導管
43‧‧‧入料混合單元
44‧‧‧流體入口
45‧‧‧助溶劑入口
46‧‧‧第一流量指示器
5‧‧‧收集單元
51‧‧‧第一收集區
511‧‧‧第三導管
52‧‧‧第二收集區
521‧‧‧第四導管
53‧‧‧第三收集區
531‧‧‧第五導管
6‧‧‧第二流體控制閥
7‧‧‧第三流體控制閥
8‧‧‧第二流量指示器
第一圖係本發明之方法流程圖。
第二圖係本發明之裝置第一實施例系統圖(一)。
第三圖係本發明之裝置第一實施例系統圖(二)。
第四圖係本發明之裝置第一實施例滑動塊封閉萃取槽出口示意圖。
第五圖係本發明之裝置第一實施例滑動塊朝向收集區移動示意圖。
第六圖係本發明之裝置第一實施例滑動塊朝向第一驅動器移動封閉注射增壓單元示意圖。
第七圖係本發明之裝置第二實施例系統圖。
第八圖係本發明之裝置第二實施例滑動塊封閉萃取槽出口示意圖。
第九圖係本發明之裝置第二實施例滑動塊朝向收集區移動示意圖。
第十圖係本發明之裝置第二實施例滑動塊朝向第一驅動器第一次移動之示意圖。
第十一圖係本發明之裝置第二實施例滑動塊朝向第一驅動器第二次移動之示意圖。
第十二圖係本發明之裝置第三實施例系統圖。
1．．．中央控制單元
11．．．第一驅動器
12．．．第二驅動器
13．．．第三驅動器
14．．．第一流體控制閥
15．．．助溶劑控制閥
16．．．溫度偵測單元
17．．．壓力偵測單元
2．．．萃取槽
21．．．上蓋
3．．．快速萃取分離器
4．．．注射增壓單元
41．．．第一導管
42．．．第二導管
43．．．入料混合單元
44．．．流體入口
45．．．助溶劑入口
46．．．第一流量指示器
5．．．收集單元
51．．．第一收集區
511．．．第三導管
52．．．第二收集區
521．．．第四導管
53．．．第三收集區
531．．．第五導管
6．．．第二流體控制閥
Claims (10)
- 一種模組化快速分離萃取物之裝置，其包含一中央控制單元、一萃取槽、一快速萃取分離器、一注射增壓單元及一收集單元；該中央控制單元，其對一第一第一驅動器、一第二第二驅動器、一第三驅動器、一第一流體控制閥、一助溶劑控制閥及一第二流體控制閥輸出訊號，並且接收一溫度偵測單元及一壓力偵測單元之訊號，其可設定細胞爆破壓力、溫度、靜置時間、間隔時間等工作條件；該萃取槽，係具有一上蓋及一出口，其上蓋由第二驅動器作動掀啟與關閉，且萃取槽與上述溫度偵測單元連結；該快速萃取分離器，其內部具有一滑動塊且與上述壓力偵測單元連結，該滑動塊由第一驅動器作動移位，此滑動塊之移動係對應封閉上述萃取槽之出口、導通上述萃取槽與快速萃取分離器及導通上述萃取槽與收集單元；該注射增壓單元，其具有一第一導管、一第二導管、一入料混合單元、一流體入口、一助溶劑入口及一第一流量指示器，該第一導管與快速萃取分離器連結，且第三驅動器作動注射增壓單元使內部流體增壓，該第二導管連結入料混合單元，且入料混合單元與流體入口之間連結上述第一流體控制閥，並入料混合單元與助溶劑入口之間連結上述助溶劑控制閥，且助溶劑控制閥與助溶劑入口之間連結第一流量指示器；該收集單元係與上述快速萃取分離器連結導通。
- 根據申請專利範圍第1項模組化快速分離萃取物之裝置，其中，上述收集單元進一步包含一第一收集區、一第二收集區及一第三收集區；上述第一收集區具有一第三導管，該第三導管與快速萃取分離器連結，其可收集細胞爆破後之比重最高的低揮發性萃取物或萃取液體或固體萃取物；上述第二收集區具有一第四導管，該第四導管與第一收集區連結，其可收集細胞爆破後之比重次高的中揮發性萃取物或含萃取液體；上述第三收集區具有一第五導管，該第五導管與第二收集區連結，其可收集細胞爆破後之氣味輕及揮發性高的流體萃取物。
- 根據申請專利範圍第1項模組化快速分離萃取物之裝置，其中，該由流體入口進入之流體，係為一般空氣、CO2 或氮氣其中之一。
- 根據申請專利範圍第1項模組化快速分離萃取物之裝置，其中，該由助溶劑入口進入之助溶劑，係為水、酒精或其它包含甲醇、丙酮、正己烷、動物性油脂、植物性油脂之助溶劑。
- 根據申請專利範圍第1項模組化快速分離萃取物之裝置，其中，該萃取槽上加設一第三流體控制閥及一第二流量指示器，其第三流體控制閥由上述中央控制單元控制，且萃取槽內部之萃取物係經第三流體控制閥收集至收集單元。
- 一種如請求項1之模組化快速分離萃取物之裝置的操作方法，其步驟包含：(a)因應萃取槽內部待萃取物之不同，對中央控制單元設定細胞爆破壓力或萃取壓力、溫度、靜置時間、重複萃取之間隔時間等工作條件；(b)中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊封閉萃取槽之出口；(c)中央控制單元輸出訊號至第二驅動器，使萃取槽之上蓋掀啟，將待萃取物置入萃取槽內部，再藉中央控制單元輸出訊號至第二驅動器，使萃取槽之上蓋關閉； (d)直接爆破萃取，藉中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊朝向收集單元方向移動，俾以開啟萃取槽之出口，則注射增壓單元內部流體經過萃取分離器進入萃取槽內部，並且輸出訊號，使進入注射增壓單元與萃取槽內部流體之壓力增加及萃取槽溫度提升；當助溶劑量、壓力與溫度達設定值後，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊封閉萃取槽之出口；待設定之萃取靜置時間到，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器及第二流體控制閥，使快速萃取分離器之滑動塊朝向第一驅動器方向移動，俾使萃取槽之出口與收集單元導通，對細胞進行第一次細胞直接爆破萃取或第一次前處理爆破後萃取或第一次多次爆破後萃取；當待萃取物之萃取流體流向各收集區，比重最高的低揮發性萃取物、萃取液體或固體萃取物將留置第一收集區，比重次高的中揮發性萃取物或萃取液體，將留置第二收集區，氣味輕及揮發性高的流體萃取物將留置第三收集區；(e)重複萃取，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊朝向收集單元方向移動，俾以開啟萃取槽之出口；(f)待重複萃取設定之間隔時間到，中央控制單元輸出訊號至第一流體控制閥及助溶劑控制閥，俾以控制從流體入口及助溶劑入口進入注射增壓單元與萃取槽內部之流體與助溶劑流量，並且輸出訊號，使進入注射增壓單元內部流體之壓力增加及萃取槽溫度提升；助溶劑量、壓力與溫度達設定值後，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊封閉萃取槽之出口；(g)待設定之靜置時間達設定值，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器及第二流體控制閥，使快速萃取分離器之滑動塊朝向第一驅動器方向移動，俾使萃取槽 之出口與收集單元導通，當待萃取物之萃取流體流向收集區，比重最高的低揮發性萃取物或萃取液體或固體萃取物將留置第一收集區，比重次高的中揮發性萃取物或萃取液體，將留置第二收集區，氣味輕及揮發性高的流體萃取物將留置第三收集區，為第二次細胞直接爆破萃取或第二次前處理爆破後萃取或第二次多次爆破後萃取；(h)當萃取完成，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊封閉萃取槽之出口；(i)當萃取程序完成後，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊封閉萃取槽之出口，取出被萃取物。
- 根據申請專利範圍第6項模組化快速分離萃取物之裝置的操作方法，其中，該步驟(d)之前，更包含一步驟(c-d)細胞先行爆破，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊朝向收集單元之第一收集區移動，俾以開啟萃取槽之出口，中央控制單元輸出訊號至第一流體控制閥及助溶劑控制閥，控制從流體入口及助溶劑入口進入注射增壓單元與萃取槽內部之流體與助溶劑流量，並且輸出訊號，使進入注射增壓單元與萃取槽內部流體之壓力增加及萃取槽溫度提升；當助溶劑量、壓力與溫度達到設定值後，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊封閉萃取槽之出口；待設定之爆破靜置時間到，中央控制單元輸出訊號至第一驅動器，使快速萃取分離器之滑動塊朝向第一驅動器方向移動，俾使萃取槽之出口與收集單元之第一收集區、第二收集區及第三收集區導通，對被萃取物進行細胞先行爆破。
- 根據申請專利範圍第第6項模組化快速分離萃取物之裝置的操作方法，其中，該中央控制單元輸出訊號 至第一流體控制閥及助溶劑控制閥，俾以控制從流體入口及助溶劑入口進入注射增壓單元內部之流體與助溶劑流量步驟中的流體，因應待萃取物細胞爆破條件之不同，可選擇一般流體或CO2 或氮氣進入。
- 根據申請專利範圍第6項模組化快速分離萃取物之裝置的操作方法，其中，該中央控制單元輸出訊號至第一流體控制閥及助溶劑控制閥，俾以控制從流體入口及助溶劑入口進入注射增壓單元內部之流體與助溶劑流量步驟中的助溶劑，因應待萃取物細胞爆破條件之不同，可選擇水、酒精或其它包含甲醇、丙酮、正己烷、動物性油脂、植物性油脂之助溶劑進入。
- 一種模組化快速分離萃取物之裝置，其包含一中央控制單元、複數個萃取槽、一快速萃取分離器、一注射增壓單元及一收集單元；該中央控制單元，其對一第一驅動器、複數個對應萃取槽數量設置之一第二驅動器、一第三驅動器、一第一流體控制閥、一助溶劑控制閥及一第二流體控制閥輸出訊號，其並接收溫度偵測單元及壓力偵測單元之訊號，其可設定細胞爆破壓力、溫度、靜置時間、間隔時間等工作條件；該萃取槽，其具有一上蓋及一出口，該上蓋由第二驅動器作動掀啟與關閉，且萃取槽與上述溫度偵測單元連結；該快速萃取分離器，其內部對應萃取槽之出口設有複數個滑動塊，且該快速萃取分離器與上述壓力偵測單元連結，各滑動塊由上述第一驅動器作動同步移位，此滑動塊之移動係對應封閉上述萃取槽之出口、導通上述萃取槽與快速萃取分離器及導通上述萃取槽與收集單元與封閉注射增壓單元；該注射增壓單元，其具有複數個對應萃取槽數量設 置之第一導管及一第二導管、一入料混合單元、一流體入口、一助溶劑入口及一第一流量指示器，該第一導管與快速萃取分離器連結，且第三驅動器作動注射增壓單元使內部流體增壓，該第二導管連結入料混合單元，且入料混合單元與流體入口之間連結上述第一流體控制閥，另入料混合單元與助溶劑入口之間連結上述助溶劑控制閥，且助溶劑控制閥與助溶劑入口之間連結第一流量指示器；該收集單元係與上述快速萃取分離器連結導通。
Priority Applications (1)
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| TW100128101A TWI422418B (zh) | 2011-08-08 | 2011-08-08 | The method and apparatus for the rapid separation of the extract from the module |
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| TW201306908A TW201306908A (zh) | 2013-02-16 |
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| TW (1) | TWI422418B (zh) |
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-
2011
- 2011-08-08 TW TW100128101A patent/TWI422418B/zh active
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